ITTO20120426A1 - PROCESS OF MANUFACTURING A NOZZLE PLATE, NOZZLE PLATE, AND LIQUID EJECTION DEVICE EQUIPPED WITH NOZZLE PLATE - Google Patents

PROCESS OF MANUFACTURING A NOZZLE PLATE, NOZZLE PLATE, AND LIQUID EJECTION DEVICE EQUIPPED WITH NOZZLE PLATE Download PDF

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ITTO20120426A1
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IT
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structural layer
nozzle
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Dino Faralli
Michele Palmieri
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

“PROCESSO DI FABBRICAZIONE DI UNA PIASTRA DEGLI UGELLI, PIASTRA DEGLI UGELLI, E DISPOSITIVO DI EIEZIONE DI LIQUIDO DOTATO DELLA PIASTRA DEGLI UGELLI†⠀ œPROCESS OF MANUFACTURING A NOZZLE PLATE, NOZZLE PLATE, AND A LIQUID EJECTION DEVICE WITH THE NOZZLE PLATEâ €

La presente invenzione à ̈ relativa ad un processo di fabbricazione di una piastra degli ugelli (“nozzle plate†), ad una piastra degli ugelli, e ad un dispositivo di eiezione di liquido comprendente tale piastra degli ugelli. The present invention relates to a process for manufacturing a nozzle plate, a nozzle plate, and a liquid ejection device comprising this nozzle plate.

Dispositivi di eiezione di liquido in forma di gocce (come ad esempio inalatori, testine per stampanti, ecc.) comprendono generalmente un piatto degli ugelli disposto affacciato ad un serbatoio contenente il liquido da eiettare. Un elemento di attuazione, ad esempio un piezoelettrico, può essere utilizzato per deformare il serbatoio e provocare la fuoriuscita del liquido attraverso gli ugelli della membrana. Un’altra tecnologia nota di eiezione di liquido à ̈ la tecnologia termica (nota come thermal inkjet o bubble inkjet), in cui un riscaldatore, posto tra ciascun ugello e il serbatoio, à ̈ atto a generare una bolla di vapore che causa l’eiezione di liquido dal rispettivo ugello. Liquid ejection devices in the form of drops (such as for example inhalers, printer heads, etc.) generally comprise a nozzle plate arranged facing a reservoir containing the liquid to be ejected. An actuation element, such as a piezoelectric, can be used to deform the tank and cause the liquid to escape through the membrane nozzles. Another known technology of liquid ejection is the thermal technology (known as thermal inkjet or bubble inkjet), in which a heater, placed between each nozzle and the tank, is able to generate a vapor bubble that causes the € ™ ejection of liquid from the respective nozzle.

Risulta chiaro che, indipendentemente dalla tecnologia di eiezione utilizzata, la dimensione e la forma degli ugelli, nonché l’uniformità della dimensione e della forma degli ugelli, sono parametri particolarmente importanti per definire la dimensione e la direzionalità delle gocce generate e la loro riproducibilità. It is clear that, regardless of the ejection technology used, the size and shape of the nozzles, as well as the uniformity of the size and shape of the nozzles, are particularly important parameters for defining the size and direction of the drops generated and their reproducibility.

Generalmente, gli ugelli hanno forma cilindrica con diametro di uscita minore rispetto al diametro del canale che alimenta agli ugelli il liquido da eiettare. Spesso, tra il canale di alimentazione e il rispettivo ugello, à ̈ inoltre previsto un elemento di raccordo di forma sostanzialmente a tronco di cono avente una sezione di base maggiore (con diametro pari al diametro del canale di alimentazione) accoppiata al canale di alimentazione stesso, e una sezione di base minore (con diametro pari al diametro della sezione di base dell’ugello) accoppiata all’ugello. Questa configurazione consente di aumentare la velocità di eiezione delle gocce generate. Tuttavia, la fase di accoppiamento, in particolare tra l’elemento di raccordo e l’ugello, non à ̈ agevole, ed à ̈ spesso causa di disallineamenti indesiderati. Generally, the nozzles have a cylindrical shape with an outlet diameter smaller than the diameter of the channel which feeds the liquid to be ejected to the nozzles. Often, between the supply channel and the respective nozzle, there is also a connection element with a substantially truncated cone shape having a larger base section (with a diameter equal to the diameter of the supply channel) coupled to the supply channel itself. , and a smaller base section (with a diameter equal to the diameter of the nozzle base section) coupled to the nozzle. This configuration allows to increase the ejection speed of the generated drops. However, the coupling phase, in particular between the connecting element and the nozzle, is not easy, and often causes unwanted misalignments.

Inoltre, ugelli aventi una bocca di uscita che protrude dalla piastra degli ugelli sono particolarmente soggetti a danneggiamento, e al deposito indesiderato di materiale atto a creare un ostacolo all’eiezione del liquido. Un ulteriore svantaggio di tali piastre degli ugelli à ̈ la dipendenza della goccia eiettata dalla conformazione strutturale esterna degli ugelli. Furthermore, nozzles having an outlet mouth protruding from the nozzle plate are particularly subject to damage, and to the unwanted deposit of material capable of creating an obstacle to the ejection of the liquid. A further disadvantage of such nozzle plates is the dependence of the ejected drop on the external structural conformation of the nozzles.

Scopo della presente invenzione à ̈ fornire un processo di fabbricazione di una piastra degli ugelli per un dispositivo di eiezione di liquido, una piastra degli ugelli per un dispositivo di eiezione di liquido, ed un dispositivo di eiezione di liquido che utilizza tale piastra degli ugelli, privi degli inconvenienti dell’arte nota. The purpose of the present invention is to provide a manufacturing process for a nozzle plate for a liquid ejection device, a nozzle plate for a liquid ejection device, and a liquid ejection device using such a nozzle plate, free from the drawbacks of the known art.

Secondo la presente invenzione vengono realizzati un processo di fabbricazione di una piastra degli ugelli per un dispositivo di eiezione di liquido, una piastra degli ugelli per un dispositivo di eiezione di liquido, ed un dispositivo di eiezione di liquido che utilizza tale piastra degli ugelli, come definito nelle rivendicazioni allegate. According to the present invention, a manufacturing process of a nozzle plate for a liquid ejection device, a nozzle plate for a liquid ejection device, and a liquid ejection device using such a nozzle plate, such as defined in the attached claims.

Per una migliore comprensione della presente invenzione ne vengono ora descritte forme di realizzazione preferite, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: For a better understanding of the present invention, preferred embodiments are now described, purely by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:

- la figura 1 illustra una vista prospettica sezionata di una porzione di un dispositivo di eiezione di liquido provvisto di una di piastra degli ugelli includente un ugello, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione; Figure 1 illustrates a sectional perspective view of a portion of a liquid ejection device provided with a nozzle plate including a nozzle, according to an embodiment of the present invention;

- le figure 2-12 mostrano, in vista laterale in sezione, fasi di fabbricazione della piastra degli ugelli di figura 1 secondo una forma di realizzazione della presente invenzione; Figures 2-12 show, in sectional side view, manufacturing steps of the nozzle plate of Figure 1 according to an embodiment of the present invention;

- le figure 13-19 mostrano, in vista laterale in sezione, fasi di fabbricazione della piastra degli ugelli di figura 1 secondo una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione; Figures 13-19 show, in sectional side view, manufacturing steps of the nozzle plate of Figure 1 according to a further embodiment of the present invention;

- la figura 20 à ̈ una vista in sezione laterale del dispositivo di eiezione di liquido di figura 1, in cui à ̈ mostrata la piastra degli ugelli includente una pluralità di ugelli; e figure 20 is a side sectional view of the liquid ejection device of figure 1, in which the nozzle plate including a plurality of nozzles is shown; And

- la figura 21 illustra una macchina di stampa comprendente il dispositivo di eiezione di figura 1 o figura 20. Figure 21 illustrates a printing machine comprising the ejection device of Figure 1 or Figure 20.

La figura 1 mostra, in vista prospettica, un elemento di eiezione di liquido (“liquid ejection element†) 1 secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. L’elemento di eiezione di liquido 1 comprende una piastra (“plate†) 2 provvista di uno o più ugelli (“nozzles†) 4 (solo un ugello 4 à ̈ mostrato in figura 1). In particolare, la vista di figura 1 mostra l’elemento di eiezione di liquido 1 sezionato lungo un diametro dell’ugello 4 che, in questa rappresentazione, ha forma sostanzialmente circolare. Figure 1 shows, in perspective view, a liquid ejection element 1 according to an embodiment of the present invention. The liquid ejection element 1 comprises a plate (â € œplateâ €) 2 provided with one or more nozzles (â € œnozzlesâ €) 4 (only one nozzle 4 is shown in figure 1). In particular, the view of figure 1 shows the liquid ejection element 1 sectioned along a diameter of the nozzle 4 which, in this representation, has a substantially circular shape.

Al di sotto della piastra 2 à ̈ disposto un serbatoio 6 fluidicamente collegato all’ugello 4 mediante un canale di eiezione 8. Il serbatoio 6 à ̈ atto a contenere un liquido da eiettare attraverso l’ugello 4. L’eiezione à ̈ ottenuta, secondo una forma di realizzazione, mediante un elemento piezoelettrico (non mostrato in figura 1), avente la funzione di attuatore per consentire l’eiezione del liquido attraverso l’ugello 4. Quando attivato mediante un’opportuna elettronica di comando (non mostrata), tale attuatore piezoelettrico induce una vibrazione che si trasmette al liquido contenuto nel canale di eiezione 8, causandone la fuoriuscita attraverso l’ugello 4. Altri tipi di attuatori sono utilizzabili, ad esempio attuatori di tipo termico, operanti secondo la tecnologia “thermal inkjet†. Below the plate 2 there is a tank 6 fluidically connected to the nozzle 4 by means of an ejection channel 8. The tank 6 is designed to contain a liquid to be ejected through the nozzle 4. The ejection is It is obtained, according to one embodiment, by means of a piezoelectric element (not shown in figure 1), having the function of an actuator to allow the ejection of the liquid through the nozzle 4. When activated by means of a suitable electronic command (not shown), this piezoelectric actuator induces a vibration that is transmitted to the liquid contained in the ejection channel 8, causing it to escape through the nozzle 4. Other types of actuators can be used, for example thermal actuators, operating according to â € œthermal inkjetâ € technology.

L’ugello 4 à ̈ realizzato in forma di foro che si estende completamente attraverso la piastra 2, in una regione di quest’ultima provvista di un recesso 2’. L’ugello 4 forma un passaggio del liquido contenuto nel serbatoio 6 verso l’esterno dell’elemento di eiezione di liquido 1. Una sezione di ingresso (“inlet section†) 4a dell’ugello 4 à ̈ direttamente fluidicamente accoppiata con il canale di eiezione 8, mentre una sezione di uscita 4b dell’ugello 4 si estende in corrispondenza del recesso 2’. La distanza, lungo la direzione Z, tra la sezione di ingresso 4a e di uscita 4b corrisponde allo spessore della piastra 2. La sezione di uscita 4b dell’ugello 4 ha, in vista superiore (cioà ̈ osservando l’ugello 4 lungo la direzione Z) forma sostanzialmente circolare con diametro d1. La sezione di ingresso 4a ha anch’essa, in vista superiore, forma sostanzialmente circolare, ma con diametro d2maggiore di d1. Questa conformazione dell’ugello 4, in cui la sezione di ingresso 4a, direttamente accoppiata al canale di eiezione 8, ha diametro d2maggiore del diametro d1della sezione di uscita 4b, che si estende in corrispondenza del recesso 2’, ha il vantaggio di consentire la generazione, durante l’uso, di gocce eiettate aventi elevata velocità di uscita. In particolare, la velocità di tali gocce à ̈ maggiore rispetto a quanto ottenibile mediante ugelli aventi forma sostanzialmente cilindrica, in cui la sezione di ingresso ha diametro circa uguale alla sezione di uscita. The nozzle 4 is made in the form of a hole which extends completely through the plate 2, in a region of the latter provided with a recess 2â € ™. The nozzle 4 forms a passage of the liquid contained in the tank 6 towards the outside of the liquid ejection element 1. An inlet section (â € œinlet sectionâ €) 4a of the nozzle 4 is directly fluidically coupled with the ejection channel 8, while an outlet section 4b of the nozzle 4 extends in correspondence with the recess 2â € ™. The distance, along the Z direction, between the inlet section 4a and the outlet 4b corresponds to the thickness of the plate 2. The outlet section 4b of the nozzle 4 has, in a top view (i.e. observing the nozzle 4 along direction Z) substantially circular shape with diameter d1. The inlet section 4a also has, in top view, a substantially circular shape, but with a diameter d2 greater than d1. This conformation of the nozzle 4, in which the inlet section 4a, directly coupled to the ejection channel 8, has a diameter d2 greater than the diameter d1 of the outlet section 4b, which extends in correspondence with the recess 2â € ™, has the advantage of allow the generation, during use, of ejected drops having a high output speed. In particular, the speed of these drops is greater than that which can be obtained by means of nozzles having a substantially cylindrical shape, in which the inlet section has a diameter approximately equal to the outlet section.

Secondo una forma di realizzazione, il recesso 2’ si estende in modo da circondare almeno parzialmente l’ugello 4. Secondo una ulteriore forma di realizzazione, il recesso 2’ si estende in modo da circondare completamente l’ugello Il recesso 2’ à ̈ delimitato da pareti 3 disposte a distanza dall’ugello 4, in modo tale da non ostacolare, e non interferire con, l’eiezione del liquido durante l’uso dell’elemento di eiezione di liquido 1. Ad esempio, le pareti 3 si estendono ad una distanza minima DR, misurata a partire dal bordo della sezione di uscita 4b dell’ugello 4, compresa tra circa 3 µm e circa 30 µm, in particolare tra circa 5 µm e circa 20 µm, ad esempio pari a circa 10 µm. Il recesso 2’ si estende nello strato strutturale 16 per una profondità, misurata a partire dalla superficie superiore dello strato strutturale 2, compresa tra 0.1 µm e 10 µm, ad esempio pari a 1 µm. According to one embodiment, the recess 2â € ™ extends so as to at least partially surround the nozzle 4. According to a further embodiment, the recess 2â € ™ extends so as to completely surround the nozzle. 2â € ™ is delimited by walls 3 arranged at a distance from the nozzle 4, in such a way as not to hinder, and not interfere with, the ejection of the liquid during the use of the liquid ejection element 1 . For example, the walls 3 extend to a minimum distance DR, measured starting from the edge of the outlet section 4b of the nozzle 4, between about 3 µm and about 30 µm, in particular between about 5 µm and about 20 µm, for example equal to about 10 µm. The recess 2â € ™ extends into the structural layer 16 for a depth, measured starting from the upper surface of the structural layer 2, between 0.1 µm and 10 µm, for example equal to 1 µm.

La presenza del recesso 2’ consente di evitare che detriti, ad esempio derivanti dal processo di eiezione del liquido dall’ugello 4, e/o materiale indesiderato con cui può entrare in contatto la piastra 2 durante l’uso, possano interferire con l’eiezione del liquido dall’ugello 4. In particolare, se la piastra 2 viene posta a contatto con una superficie sporca, la sezione di uscita 4b dell’ugello 4, essendo formata nel recesso 2’, non risulta essere in contatto diretto con tale superficie sporca, riducendo così le possibilità di ostruzione dell’ugello 4. The presence of the recess 2â € ™ allows to avoid that debris, for example deriving from the ejection process of the liquid from the nozzle 4, and / or unwanted material with which the plate 2 may come into contact during use, can interfere with the ejection of the liquid from the nozzle 4. In particular, if the plate 2 is placed in contact with a dirty surface, the outlet section 4b of the nozzle 4, being formed in the recess 2â € ™, is not be in direct contact with this dirty surface, thus reducing the possibility of clogging the nozzle 4.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, la piastra degli ugelli (“nozzle plate†) 2 comprende inoltre uno strato protettivo 9 che si estende in modo tale da coprire la superficie di base del recesso 2’ e le pareti del foro che realizza l’ugello 4 (cioà ̈ le pareti che collegano la sezione di ingresso 4a con la sezione di uscita 4b). Lo strato protettivo 9 à ̈ di un materiale che non subisce un degrado significativo quando posto a contatto (anche prolungato) con il liquido che si intende eiettare attraverso l’ugello 4. In questo modo, anche nel caso di eiezioni di liquidi corrosivi, l’ugello non subisce un degrado tale da comprometterne un utilizzo efficace per l’applicazione considerata. Risulta evidente che la scelta del materiale utilizzato per lo strato protettivo 9 dipende dal tipo di utilizzo previsto per l’elemento di eiezione di liquido 1. Ad esempio, nel caso in cui il liquido da eiettare sia inchiostro, materiali utilizzabili per lo strato di protezione 9 sono, ad esempio, carburo di silicio, allumina, ossido di afnio, titanio ,tantalio, tungsteno e/o leghe di essi. According to an embodiment of the present invention, the nozzle plate 2 further comprises a protective layer 9 which extends in such a way as to cover the base surface of the recess 2 'and the walls of the hole which realizes the nozzle 4 (ie the walls that connect the inlet section 4a with the outlet section 4b). The protective layer 9 is made of a material that does not undergo significant degradation when placed in contact (even prolonged) with the liquid to be ejected through the nozzle 4. In this way, even in the case of ejections of corrosive liquids, the nozzle does not undergo such degradation as to compromise its effective use for the application in question. It is evident that the choice of the material used for the protective layer 9 depends on the type of use envisaged for the liquid ejection element 1. For example, if the liquid to be ejected is ink, materials that can be used for the protection 9 are, for example, silicon carbide, alumina, hafnium oxide, titanium, tantalum, tungsten and / or alloys thereof.

Le figure 2-12 mostrano fasi di fabbricazione dell’elemento di eiezione di liquido 1 di figura 1. In particolare, vengono descritte fasi di fabbricazione della piastra degli ugelli 2 e del suo accoppiamento con il canale 8. Le fasi di fabbricazione del serbatoio 6 e del suo accoppiamento con il canale di eiezione 8 non sono oggetto della presente invenzione e non sono pertanto, nel seguito, descritte in dettaglio. Figures 2-12 show manufacturing steps of the liquid ejection element 1 of Figure 1. In particular, manufacturing steps of the nozzle plate 2 and its coupling with channel 8 are described. The manufacturing steps of the tank 6 and its coupling with the ejection channel 8 are not the subject of the present invention and are therefore not described in detail below.

La vista dell’elemento di eiezione di liquido 1 delle figure 2-12 corrisponde all’elemento di eiezione di liquido 1 di figura 1 quando osservato parallelamente alla direzione Y, ortogonalmente al piano XZ. The view of the liquid ejection element 1 of figures 2-12 corresponds to the liquid ejection element 1 of figure 1 when observed parallel to the Y direction, orthogonal to the XZ plane.

Con riferimento alla figura 2, secondo un aspetto della presente invenzione, viene disposta una fetta (“wafer†) 10, comprendente un substrato 11 di materiale semiconduttore, ad esempio di silicio, avente uno spessore sostanzialmente uniforme, compreso nell’intervallo da circa 200 µm a circa 800 µm, ad esempio pari a circa 400 µm. Il substrato 11 presenta una faccia superiore 11a ed una faccia inferiore 11b, opposte tra loro lungo la direzione dell’asse Z. With reference to Figure 2, according to an aspect of the present invention, a wafer 10 is arranged, comprising a substrate 11 of semiconductor material, for example silicon, having a substantially uniform thickness, included in the range from about 200 µm to about 800 µm, for example equal to about 400 µm. The substrate 11 has an upper face 11a and a lower face 11b, opposite each other along the direction of the Z axis.

Quindi, viene formato sul substrato 11 uno strato intermedio 12 per proteggere il substrato 11 durante successive fasi di fabbricazione. Ad esempio, lo strato intermedio 12 à ̈ di ossido di silicio (SiO2) ed à ̈ formato, secondo un aspetto della presente invenzione, mediante crescita termica di SiO2sul substrato 11 quando quest’ultimo à ̈ di silicio. Lo strato intermedio 12 à ̈, in particolare, formato sia sulla faccia superiore 11a che sulla faccia inferiore 11b del substrato 11. Then, an intermediate layer 12 is formed on the substrate 11 to protect the substrate 11 during subsequent manufacturing steps. For example, the intermediate layer 12 is of silicon oxide (SiO2) and is formed, according to one aspect of the present invention, by thermal growth of SiO2 on the substrate 11 when the latter is of silicon. The intermediate layer 12 is, in particular, formed both on the upper face 11a and on the lower face 11b of the substrate 11.

Secondo una diversa forma di realizzazione della presente invenzione, lo strato intermedio 12 Ã ̈ formato solo in corrispondenza della faccia superiore 11a del substrato 11. According to a different embodiment of the present invention, the intermediate layer 12 is formed only at the upper face 11a of the substrate 11.

In ogni caso, à ̈ evidente che lo strato intermedio 12 può essere formato mediante una tecnica diversa dalla crescita termica, ad esempio mediante deposizione di materiale quale ossido di silicio o nitruro di silicio (SiN), o altro materiale ancora. In any case, it is evident that the intermediate layer 12 can be formed by a technique other than thermal growth, for example by depositing material such as silicon oxide or silicon nitride (SiN), or still other material.

Indipendentemente dalla tecnica utilizzata per formare lo strato intermedio 12, quest’ultimo ha uno spessore sostanzialmente uniforme, compreso nell’intervallo da circa 0.5 µm a circa 2 µm, ad esempio pari a circa 1 µm. Regardless of the technique used to form the intermediate layer 12, the latter has a substantially uniform thickness, ranging from about 0.5 µm to about 2 µm, for example equal to about 1 µm.

Quindi, figura 3, viene formato, al di sopra della faccia superiore 11a del substrato 11, uno strato sacrificale 14, ad esempio mediante tecnica di deposizione. Lo strato sacrificale 14 può essere sia di un materiale che può essere rimosso (“etched†) insieme con il materiale di cui à ̈ formato lo strato intermedio 12 (cioà ̈ mediante una stessa chimica di attacco), sia di un materiale attaccabile selettivamente rispetto al materiale di cui à ̈ formato lo strato intermedio 12. Ad esempio, lo strato sacrificale 14 à ̈ di ossido di silicio o di nitruro di silicio, o di altro materiale ancora. Lo strato sacrificale 14 ha uno spessore compreso nell’intervallo da circa 0.1 µm a circa 10 µm, ad esempio pari a circa 1 µm. Then, Figure 3, a sacrificial layer 14 is formed above the upper face 11a of the substrate 11, for example by means of a deposition technique. The sacrificial layer 14 can be either of a material that can be removed (â € œetchedâ €) together with the material of which the intermediate layer 12 is formed (i.e. by means of the same etching chemistry), or of a selectively attackable material with respect to the material of which the intermediate layer 12 is formed. For example, the sacrificial layer 14 is made of silicon oxide or silicon nitride, or some other material. The sacrificial layer 14 has a thickness comprised in the range from about 0.1 µm to about 10 µm, for example equal to about 1 µm.

In figura 4, lo strato sacrificale 14 à ̈ selettivamente attaccato in modo da rimuovere lo strato sacrificale 14 dalla fetta 10 ad eccezione di regioni in cui si desidera formare il recesso 2’ mostrato in figura 1. Si forma così un’isola sacrificale 14’ che si estende al di sopra dello strato intermedio 12 e della faccia superiore 11a del substrato 11. In figure 4, the sacrificial layer 14 is selectively attached so as to remove the sacrificial layer 14 from the slice 10 except for regions where it is desired to form the recess 2â € ™ shown in figure 1. An island is thus formed sacrificial 14â € ™ which extends above the intermediate layer 12 and the upper face 11a of the substrate 11.

Quindi, figura 5, viene cresciuto sulla fetta 10 (al di sopra della faccia superiore 11a del substrato 11, dello strato intermedio 12, e dell’isola sacrificale 14’) uno strato strutturale 16, ad esempio mediante crescita epitassiale di silicio. Lo strato strutturale 16 ha spessore sostanzialmente uniforme, compreso nell’intervallo da circa 5 µm a circa 100 µm, e preferibilmente da circa 10 µm a 50 µm, ad esempio pari a 20 µm. Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, lo strato strutturale 16 viene inizialmente formato con uno spessore maggiore dello spessore desiderato. Si procede quindi con una fase di planarizzazione, così da raggiungere uno spessore desiderato (uniforme sulla fetta 10) e ridurre allo stesso tempo la rugosità superficiale dello strato strutturale 16. La fase di planarizzazione à ̈ effettuata, ad esempio, con tecnica CMP (“Chemical Mechanical Planarization†). Then, figure 5, a structural layer 16 is grown on the wafer 10 (above the upper face 11a of the substrate 11, the intermediate layer 12, and the sacrificial island 14â € ™), for example by epitaxial growth of silicon. The structural layer 16 has a substantially uniform thickness, comprised in the range from about 5 µm to about 100 µm, and preferably from about 10 µm to 50 µm, for example equal to 20 µm. According to an embodiment of the present invention, the structural layer 16 is initially formed with a thickness greater than the desired thickness. We then proceed with a planarization phase, so as to reach a desired thickness (uniform on the wafer 10) and at the same time reduce the surface roughness of the structural layer 16. The planarization phase is carried out, for example, with the CMP technique ( â € œChemical Mechanical Planarizationâ €).

Quindi, figura 6a, lo strato strutturale 16 viene attaccato in modo tale da definire una apertura 18 in corrispondenza dell’isola sacrificale 14’. L’apertura 18 concorre a formare, in successive fasi di fabbricazione, l’ugello 4. Come mostrato in figura 6b, l’apertura 18 ha un’estensione, in vista superiore, minore dell’estensione dell’isola sacrificale 14’ (cioà ̈ l’apertura 18 à ̈ completamente contenuta all’interno dell’isola sacrificale 14’). Then, figure 6a, the structural layer 16 is attached in such a way as to define an opening 18 in correspondence with the sacrificial island 14â € ™. The opening 18 contributes to forming, in subsequent manufacturing phases, the nozzle 4. As shown in figure 6b, the opening 18 has an extension, in top view, that is less than the extension of the sacrificial island 14â € ™ (ie the opening 18 is completely contained within the sacrificial island 14â € ™).

L’attacco dello strato strutturale 16 per formare l’apertura 18 à ̈ eseguito, ad esempio, mediante tecnica RIE (“Reactive Ion Etching†), e procede fino a che non viene raggiunta l’isola sacrificale 14’, che opera, in questo caso, come elemento di interruzione dell’attacco (“etch stop element†). The attachment of the structural layer 16 to form the opening 18 is performed, for example, using the RIE technique (â € œReactive Ion Etchingâ €), and proceeds until the sacrificial island 14 is reached. , which operates, in this case, as an element of interruption of the attack (â € œetch stop elementâ €).

Risulta evidente che, secondo diverse forme di realizzazione della presente invenzione, l’apertura 18 può essere formata mediante altre tecniche di attacco, umido o secco. It is evident that, according to different embodiments of the present invention, the opening 18 can be formed by other etching techniques, wet or dry.

Indipendentemente dalla tecnica con cui viene formata l’apertura 18, quest’ultima ha, secondo la vista di figura 6b, forma sostanzialmente circolare. In vista prospettica (non mostrata), l’apertura 18 ha, secondo un aspetto della presente invenzione, forma sostanzialmente cilindrica. La base circolare dell’apertura 18 ha diametro scelto secondo necessità, in modo tale che essa sia contenuta internamente all’isola sacrificale 14’. Ad esempio, il diametro à ̈ compreso tra 1 µm e 40 µm, più in particolare tra 5 µm e 25 µm. Come meglio descritto in seguito, a causa di successive fasi di fabbricazione, il diametro dell’apertura 18 (misurato durante la fase di figura 5) à ̈ maggiore del diametro dell’ugello 4 al termine delle fasi di fabbricazione. Regardless of the technique with which the opening 18 is formed, the latter has, according to the view of figure 6b, a substantially circular shape. In perspective view (not shown), the opening 18 has, according to one aspect of the present invention, a substantially cylindrical shape. The circular base of the opening 18 has a diameter chosen according to need, so that it is contained inside the sacrificial island 14â € ™. For example, the diameter is between 1 µm and 40 µm, more specifically between 5 µm and 25 µm. As better described below, due to subsequent manufacturing steps, the diameter of the opening 18 (measured during the step of figure 5) is greater than the diameter of the nozzle 4 at the end of the manufacturing steps.

Sempre con riferimento alle figure 6a e 6b, viene formato, al di sopra dello strato strutturale 16 e all’interno dell’apertura 18, uno strato di restringimento 20. Lo strato di restringimento 20 ha uno spessore compreso tra circa 1 µm e circa 5 µm, ad esempio pari a 2 µm, ed à ̈ di un materiale che può essere attaccato selettivamente rispetto al materiale di cui à ̈ formata l’isola sacrificale 14’. Ad esempio, nel caso in cui l’isola sacrificale 14’ à ̈ di ossido di silicio, lo strato di restringimento 20 à ̈, di nitruro di silicio. Viceversa, nel caso in cui l’isola sacrificale 14’ à ̈ di nitruro di silicio ossido di silicio, lo strato di restringimento 20 à ̈ di ossido di silicio. Altri materiali possono tuttavia essere utilizzati. Again with reference to figures 6a and 6b, a shrinking layer 20 is formed above the structural layer 16 and inside the opening 18. The shrinking layer 20 has a thickness between about 1 µm and about 5 µm, for example equal to 2 µm, and is of a material that can be selectively attacked with respect to the material of which the sacrificial island 14â € ™ is formed. For example, in the case in which the sacrificial island 14â € ™ is of silicon oxide, the shrink layer 20 is of silicon nitride. Conversely, in the case in which the sacrificial island 14â € ™ is of silicon nitride, the shrink layer 20 is of silicon oxide. However, other materials can be used.

Lo strato di restringimento 20 si estende, in particolare, in corrispondenza di una parete interna 18’ che delimita lateralmente l’apertura 18. Preferibilmente, lo spessore precedentemente indicato per lo strato di restringimento 20 à ̈ misurato in corrispondenza della parete interna 18’ dell’apertura 18. The narrowing layer 20 extends, in particular, in correspondence with an internal wall 18â € ™ which laterally delimits the opening 18. Preferably, the thickness previously indicated for the narrowing layer 20 is measured at the internal wall 18â Opening 18.

Quindi, figura 7, lo strato di restringimento 20 viene attaccato mediante attacco secco direttivo (anisotropo), mostrato in figura 7 mediante frecce 21. In questo modo, porzioni dello strato di restringimento 20 estendentisi ortogonalmente alla direzione di attacco (cioà ̈ porzioni dello strato di restringimento 20 estendentisi parallelamente al piano XY) vengono rimosse più velocemente rispetto a porzioni dello strato di restringimento 20 che si estendono parallelamente alla direzione di attacco. Conseguentemente, porzioni dello strato di restringimento 20 estendentisi al di sopra dello strato strutturale 16 e al di sopra di parte dell’isola sacrificale 14’ vengono completamente rimosse; invece, una porzione dello strato di restringimento 20 estendentesi lungo la parete laterale (parete interna) 18’ dell’apertura 18 non viene completamente rimossa, ma viene modellata (“shaped†) in modo tale da assumere una forma almeno parzialmente rastremata, cioà ̈ avente spessore DSPACER(misurato a partire dalla parete interna 18’) non uniforme. In particolare, lo spessore DSPACERdiminuisce allontanandosi dall’isola sacrificale 14’ lungo la direzione Z. Si forma così un elemento di restringimento 20’ estendentesi nell’apertura 18 in corrispondenza della, e adiacente alla, parete interna 18’ dell’apertura 18 stessa. Then, figure 7, the shrinking layer 20 is attached by direct (anisotropic) dry etching, shown in figure 7 by arrows 21. In this way, portions of the shrinking layer 20 extending orthogonally to the etching direction (i.e. portions of the of shrinkage 20 extending parallel to the XY plane) are removed faster than portions of the shrinking layer 20 extending parallel to the direction of attachment. Consequently, portions of the shrinking layer 20 extending above the structural layer 16 and above part of the sacrificial island 14 'are completely removed; instead, a portion of the narrowing layer 20 extending along the lateral wall (inner wall) 18â € ™ of the opening 18 is not completely removed, but is shaped (â € œshapedâ €) in such a way as to assume an at least partially tapered shape , that is, having a non-uniform DSPACER thickness (measured starting from the internal wall 18â € ™). In particular, the DSPACER thickness decreases moving away from the sacrificial island 14â € ™ along the Z direction. Thus a narrowing element 20â € ™ is formed extending into the opening 18 at and adjacent to the internal wall 18â € ™ of the opening 18 itself.

Come si nota dalla figura 7, la fase di attacco dello strato di restringimento 20 consente di modellare, durante la stessa fase di attacco, l’elemento di restringimento 20’ nel modo desiderato, come precedentemente descritto. L’apertura 18 assume così una forma assimilabile, secondo una forma di realizzazione, ad un tronco di cono. In generale, l’elemento di restringimento 20’ à ̈ atto a modellare la forma dell’apertura 18 in modo tale che essa presenti una sezione (parallela al piano XY ed estendentesi in corrispondenza dell’isola sacrificale 14’) avente diametro minore del diametro della sezione dell’apertura 18 (anch’essa considerata parallela al piano XY) estendentesi in corrispondenza della superficie esposta dello strato strutturale 16. In generale, l’area della sezione dell’apertura 18 estendentesi in corrispondenza dell’isola sacrificale 14’ à ̈ minore dell’area della sezione estendentesi in corrispondenza della superficie esposta dello strato strutturale 16. In uso, al termine della fasi di fabbricazione, la sezione di area minore forma la sezione di uscita (“outlet section†) dell’ugello 4, mentre la sezione di area maggiore forma la sezione di ingresso (“inlet section†) dell’ugello 4. As can be seen from Figure 7, the step of etching of the shrinking layer 20 allows to model, during the same etching step, the shrinking element 20 'in the desired way, as previously described. The opening 18 thus assumes a shape which can be assimilated, according to one embodiment, to a truncated cone. In general, the narrowing element 20â € ™ is able to model the shape of the opening 18 in such a way that it presents a section (parallel to the XY plane and extending in correspondence with the sacrificial island 14â € ™) having a diameter smaller than the diameter of the section of the opening 18 (also considered parallel to the XY plane) extending in correspondence with the exposed surface of the structural layer 16. In general, the area of the section of the opening 18 extending in correspondence of the sacrificial island 14â € ™ is smaller than the area of the section extending in correspondence with the exposed surface of the structural layer 16. In use, at the end of the manufacturing phases, the section with the smallest area forms the outlet section ( â € œoutlet sectionâ €) of nozzle 4, while the larger area section forms the inlet section (â € œinlet sectionâ €) of nozzle 4.

Tale elemento di restringimento 20’ ha la funzione di formare un ugello 4 avente una forma rastremata, come già mostrato in figura 1 e descritto con riferimento a tale figura. In particolare, a seconda del tipo di attacco che si utilizza per rimuovere lo strato di restringimento 20, e della durata dell’attacco stesso, l’elemento di restringimento 20’ può assumere una forma (in vista in sezione) triangolare oppure una forma in vista in sezione) data dall’unione di una porzione triangolare e di una porzione quadrangolare, in cui la porzione quadrangolare si estende in prolungamento della porzione triangolare. In vista prospettica, questa forma à ̈ assimilabile alla sovrapposizione di una porzione a tronco di cono con una porzione cilindrica. Ovviamente, essendo l’elemento di restringimento 20’ monolitico e di uno stesso materiale, le due porzioni si estendono l’una dopo l’altra con continuità, e senza una separazione netta. Risulta evidente che questa descrizione dell’elemento di restringimento 20’ à ̈ qualitativa. Irregolarità rispetto alla forma geometrica ideale descritta, dovute al processo di fabbricazione, sono possibili. Said restricting element 20â € ™ has the function of forming a nozzle 4 having a tapered shape, as already shown in figure 1 and described with reference to this figure. In particular, depending on the type of attachment used to remove the shrinking layer 20, and the duration of the attachment itself, the shrinking element 20â € ™ can take on a triangular shape (in section view) or a shape in sectional view) given by the union of a triangular portion and a quadrangular portion, in which the quadrangular portion extends as an extension of the triangular portion. In perspective view, this shape is similar to the superimposition of a truncated cone portion with a cylindrical portion. Obviously, since the shrinking element 20 'is monolithic and of the same material, the two portions extend one after the other with continuity, and without a clear separation. It is evident that this description of the shrinking element 20 'is qualitative. Irregularities with respect to the ideal geometric shape described, due to the manufacturing process, are possible.

Quindi, figura 8, l’isola sacrificale 14’ viene rimossa mediante attacco umido. Durante questa fase di attacco si rimuove anche la porzione dello strato intermedio 12 che si estende al di sotto dell’isola sacrificale 14’, fino a raggiungere il substrato 11. Si forma in questo modo una cavità 24 che si estende al di sotto dell’elemento di restringimento 20’ e parzialmente al di sotto dello strato strutturale 16. In altre parole, la cavità 24 si estende tra il substrato 11 e l’elemento di restringimento 20’, e tra il substrato 11 e parte dello strato strutturale 16. Then, figure 8, the sacrificial island 14â € ™ is removed by wet attack. During this etching phase, the portion of the intermediate layer 12 which extends below the sacrificial island 14 ', until it reaches the substrate 11, is also removed. In this way a cavity 24 is formed which extends below of the shrinking member 20â € ™ and partially below the structural layer 16. In other words, the cavity 24 extends between the substrate 11 and the shrinking member 20â € ™, and between the substrate 11 and part of the structural layer 16.

Nel caso in cui l’isola sacrificale 14’ e lo strato intermedio 12 siano di materiali che non possono essere rimossi con una stessa chimica di attacco, sono necessari due successivi attacchi, per rimuovere l’isola sacrificale 14’ e la porzione di strato intermedio 12 giacente al di sotto di quest’ultima. In the event that the sacrificial island 14â € ™ and the intermediate layer 12 are made of materials that cannot be removed with the same etching chemistry, two successive attacks are necessary to remove the sacrificial island 14â € ™ and the portion of the intermediate layer 12 lying below the latter.

Quindi, figura 9, viene formato lo strato protettivo 9, estendentesi al di sopra dello strato strutturale 16 e dell’elemento di restringimento 20’, e in corrispondenza delle pareti che delimitano la cavità 24. In particolare lo strato protettivo 9 si estende sul fondo della cavità 24 (corrispondente alla faccia superiore 11a del substrato 11 esposta durante le fasi di figura 8) e in corrispondenza delle porzioni dello strato strutturale 16 e dell’elemento di restringimento 20’ direttamente affacciate verso la cavità 24. Then, figure 9, the protective layer 9 is formed, extending above the structural layer 16 and the narrowing element 20â € ™, and in correspondence with the walls delimiting the cavity 24. In particular, the protective layer 9 extends on the bottom of the cavity 24 (corresponding to the upper face 11a of the substrate 11 exposed during the steps of figure 8) and in correspondence with the portions of the structural layer 16 and the narrowing element 20â € ™ directly facing the cavity 24.

Lo strato protettivo 9 à ̈, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, depositato mediante tecnica di deposizione a strato atomico (“ALD– “atomic layer deposition†), depositando un materiale scelto tra carburo di silicio, allumina, ossido di afnio, titanio ,tantalio, tungsteno e/o leghe di essi. The protective layer 9 is, according to an embodiment of the present invention, deposited by means of an atomic layer deposition technique (â € œALDâ € “â € œatomic layer depositionâ €), depositing a material chosen from silicon carbide, alumina, oxide of hafnium, titanium, tantalum, tungsten and / or alloys thereof.

Lo strato protettivo 9 depositato con tecnica ALD ha spessore controllato su tutta la superficie dell’ugello 4 (“conformal film†). La tecnica di deposizione ALD consente di formare lo strato protettivo 9 anche all’interno della cavità 24, in corrispondenza della superficie 11a del substrato 11, dello strato strutturale 16, e dell’elemento di restringimento 20’. The protective layer 9 deposited with the ALD technique has a controlled thickness over the entire surface of the nozzle 4 (â € œconformal filmâ €). The ALD deposition technique makes it possible to form the protective layer 9 also inside the cavity 24, in correspondence with the surface 11a of the substrate 11, the structural layer 16, and the shrinking element 20â € ™.

La richiedente ha verificato che, con tecnica ALD, si ottiene una buona copertura di tutte le pareti della cavità 24 formata in seguito alla rimozione dell’isola sacrificale 14’, anche in corrispondenza di porzioni remote di quest’ultima. The Applicant has verified that, with the ALD technique, good coverage of all the walls of the cavity 24 formed following the removal of the sacrificial island 14 'is obtained, even in correspondence with remote portions of the latter.

Altre tecniche di deposizione CVD possono tuttavia essere utilizzate. Tuttavia, tecniche CVD diverse dalla tecnica ALD potrebbero non garantire un’ottima copertura delle pareti della cavità 24 in corrispondenza di porzioni remote di quest’ultima. However, other CVD deposition techniques can be used. However, CVD techniques other than the ALD technique may not guarantee excellent coverage of the walls of cavity 24 in correspondence with remote portions of the latter.

Quindi, figura 10, una fase di molatura (“grinding†) in corrispondenza della faccia inferiore 11b del substrato 11 permette di rimuovere completamente lo strato intermedio 12 che si estende in corrispondenza della faccia inferiore 11b del substrato 11, il substrato 11, e la porzione di strato protettivo 9 formata sulla faccia superiore 11a del substrato 11, così da raggiungere lo strato strutturale 16. Then, figure 10, a grinding step (â € œgrindingâ €) at the lower face 11b of the substrate 11 allows to completely remove the intermediate layer 12 which extends at the lower face 11b of the substrate 11, the substrate 11, and the portion of protective layer 9 formed on the upper face 11a of the substrate 11, so as to reach the structural layer 16.

Si forma in questo modo la piastra 2 comprendente un ugello 4 come descritta con riferimento alla figura 1. La piastra 2 ha una prima faccia 2a coperta dallo strato protettivo 9 ed una seconda faccia 2b che presenta il recesso 2’ e l’ugello 4. In this way the plate 2 is formed comprising a nozzle 4 as described with reference to figure 1. The plate 2 has a first face 2a covered by the protective layer 9 and a second face 2b which has the recess 2â € ™ and the nozzle 4.

La figura 11a mostra, in vista superiore quando osservato dalla seconda faccia 2b, l’ugello 4. Come visibile, l’ugello 4 ha, in vista superiore e in corrispondenza del recesso 2’, forma sostanzialmente circolare e presenta un diametro avente un primo valore d1. La porzione dell’ugello 4 in corrispondenza del recesso 2’ à ̈ la sezione dell’ugello 4 da cui si ha, in uso, l’eiezione del liquido. Figure 11a shows, in top view when observed from the second face 2b, the nozzle 4. As can be seen, the nozzle 4 has, in a top view and in correspondence with the recess 2â € ™, a substantially circular shape and has a diameter having a first value d1. The portion of the nozzle 4 in correspondence with the recess 2â € ™ is the section of the nozzle 4 from which, in use, the liquid is ejected.

Risulta evidente che, secondo ulteriori forme di realizzazione (non mostrate), l’ugello 4 può avere, in vista superiore e in corrispondenza del recesso 2’, forma ellittica, quadrangolare, poligonale, o forma irregolare, o altra forma ritenuta vantaggiosa per l’applicazione prevista per l’ugello 4. It is evident that, according to further embodiments (not shown), the nozzle 4 can have, in top view and in correspondence with the recess 2 ', an elliptical, quadrangular, polygonal, or irregular shape, or other shape considered advantageous for the application foreseen for the nozzle 4.

La figura 11b mostra, in vista superiore quando osservato dalla prima faccia 2a, l’ugello 4. Anche in corrispondenza della prima faccia 2a l’ugello 4 ha forma sostanzialmente circolare, ma in questo caso presenta un diametro avente un secondo valore d2maggiore del primo valore d1. La porzione dell’ugello 4 in corrispondenza della prima faccia 2a à ̈ la sezione dell’ugello 4 direttamente affacciata al canale di eiezione 8, da cui si alimenta il liquido da eiettare. Figure 11b shows, in top view when observed from the first face 2a, the nozzle 4. Also in correspondence with the first face 2a the nozzle 4 has a substantially circular shape, but in this case it has a diameter having a second greater value d2 of the first value d1. The portion of the nozzle 4 corresponding to the first face 2a is the section of the nozzle 4 directly facing the ejection channel 8, from which the liquid to be ejected is fed.

Dunque, tornando alla vista in sezione della figura 10, l’ugello 4 presenta una regione rastremata atta ad operare come congiunzione tra il canale di eiezione 8 e la sezione di uscita dell’ugello 4. La sezione della regione rastremata avente diametro maggiore d2à ̈ configurata per essere direttamente affacciata al canale di eiezione 8, fluidicamente accoppiata a quest’ultimo. Therefore, returning to the sectional view of Figure 10, the nozzle 4 has a tapered region suitable to operate as a conjunction between the ejection channel 8 and the outlet section of the nozzle 4. The section of the tapered region having a larger diameter d2à configured to be directly facing the ejection channel 8, fluidically coupled to the latter.

Il canale di eiezione 8 à ̈ formato partendo da un substrato 30 di materiale semiconduttore, ad esempio silicio, lavorato mediante tecniche di microfabbricazione di tipo noto (litografia e attacco) in modo tale da formare un canale 31 di forma sostanzialmente cilindrica avente diametro dCdi una sezione di base maggiore del diametro d2(e di conseguenza anche del diametro d1) dell’ugello 4. The ejection channel 8 is formed starting from a substrate 30 of semiconductor material, for example silicon, processed by means of known microfabrication techniques (lithography and etching) in such a way as to form a channel 31 of a substantially cylindrical shape having a diameter dC of a base section greater than the diameter d2 (and consequently also the diameter d1) of the nozzle 4.

Con riferimento alla figura 12, il substrato 30 viene accoppiato alla prima faccia 2a della piastra 2 mediante tecnica nota, ad esempio bonding fetta-fetta (“wafer-towafer bonding†), o mediante colla, o mediante uno strato biadesivo, o in altro modo ancora. L’accoppiamento del substrato 30 con la piastra 2 à ̈ eseguito in modo tale che la retta, parallela all’asse Z, passante per il centro dell’ugello 4, coincide con la retta, parallela all’asse Z, passante per il centro del canale di eiezione 8. With reference to Figure 12, the substrate 30 is coupled to the first face 2a of the plate 2 by a known technique, for example slice-to-slice bonding (â € œwafer-towafer bondingâ €), or by means of glue, or by means of a double-sided adhesive layer, or in still another way. The coupling of the substrate 30 with the plate 2 is performed in such a way that the straight line, parallel to the Z axis, passing through the center of the nozzle 4, coincides with the straight line, parallel to the Z axis, passing through the center of the ejection channel 8.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, per facilitare l’operazione di molatura descritta con riferimento alla fase 10, la fase di accoppiamento del substrato 30 alla piastra 2 à ̈ eseguita prima della fase di molatura del substrato 11. In questo modo, durante l’operazione di molatura, il substrato 30 ha la funzione di rinforzare la piastra 2 e facilitarne il maneggiamento. According to an embodiment of the present invention, to facilitate the grinding operation described with reference to step 10, the step of coupling the substrate 30 to the plate 2 is performed before the grinding step of the substrate 11. In this way, during the grinding operation, the substrate 30 has the function of reinforcing the plate 2 and facilitating its handling.

Le figure 13-19 mostrano fasi di fabbricazione di un elemento di eiezione di liquido 100 secondo una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione. Figures 13-19 show manufacturing steps of a liquid ejection element 100 according to a further embodiment of the present invention.

Con riferimento alla figura 13, in modo analogo a quanto già descritto con riferimento alla figura 2 per la rispettiva forma di realizzazione, viene disposta una fetta (“wafer†) 100, comprendente un substrato 110 di materiale semiconduttore, ad esempio di silicio, avente uno spessore sostanzialmente uniforme, compreso nell’intervallo da circa 200 µm a circa 800 µm, ad esempio pari a circa 400 µm. Il substrato 110 presenta una faccia superiore 110a ed una faccia inferiore 110b, opposte tra loro lungo la direzione dell’asse Z. With reference to Figure 13, in a similar way to what has already been described with reference to Figure 2 for the respective embodiment, a wafer 100 is arranged, comprising a substrate 110 of semiconductor material, for example silicon, having a substantially uniform thickness, included in the range from about 200 µm to about 800 µm, for example equal to about 400 µm. The substrate 110 has an upper face 110a and a lower face 110b, opposite each other along the direction of the Z axis.

Quindi, viene formato sul substrato 110 uno strato intermedio 112 per proteggere il substrato 110 durante successive fasi di fabbricazione. Ad esempio, lo strato intermedio 112 à ̈ di ossido di silicio (SiO2) ed à ̈ formato mediante crescita termica di SiO2sul substrato 110 di silicio. Lo strato intermedio 112 à ̈, in particolare, formato sia sulla faccia superiore 110a che sula faccia inferiore 110b del substrato 110. Risulta evidente che lo strato intermedio 112 può essere formato solo in corrispondenza della faccia superiore 110a del substrato 110. Then, an intermediate layer 112 is formed on the substrate 110 to protect the substrate 110 during subsequent manufacturing steps. For example, the intermediate layer 112 is of silicon oxide (SiO2) and is formed by thermal growth of SiO2 on the silicon substrate 110. The intermediate layer 112 is, in particular, formed both on the upper face 110a and on the lower face 110b of the substrate 110. It is evident that the intermediate layer 112 can be formed only in correspondence with the upper face 110a of the substrate 110.

In ogni caso, à ̈ evidente che lo strato intermedio 112 può essere formato mediante una tecnica diversa dalla crescita termica, ad esempio mediante deposizione. Inoltre, lo strato intermedio 112 può essere di un materiale diverso dal SiO2, ad esempio di nitruro di silicio (SiN), o altro materiale ancora. In any case, it is evident that the intermediate layer 112 can be formed by a technique other than thermal growth, for example by deposition. Furthermore, the intermediate layer 112 can be of a material other than SiO2, for example of silicon nitride (SiN), or other material.

Indipendentemente dalla tecnica utilizzata per formare lo strato intermedio 112, quest’ultimo ha uno spessore sostanzialmente uniforme, compreso nell’intervallo da circa 0.1 µm a circa 10 µm, ad esempio pari a circa 1 µm. Regardless of the technique used to form the intermediate layer 112, the latter has a substantially uniform thickness, ranging from about 0.1 µm to about 10 µm, for example equal to about 1 µm.

Quindi, figura 14, al di sopra della faccia superiore 111a del substrato 111 e dello strato intermedio 120, viene formato uno strato strutturale 116, ad esempio mediante crescita epitassiale di silicio. Lo strato strutturale 116 ha spessore sostanzialmente uniforme, compreso nell’intervallo da circa 5 µm a circa 100 µm, e preferibilmente da circa 10 µm a 50 µm, ad esempio pari a 20 µm. Quindi, lo strato strutturale 116 viene attaccato in modo tale da definire una apertura 118 che si estende completamente attraverso lo strato strutturale 116, fino a raggiungere lo strato intermedio 112. Then, Figure 14, above the upper face 111a of the substrate 111 and the intermediate layer 120, a structural layer 116 is formed, for example by epitaxial growth of silicon. The structural layer 116 has a substantially uniform thickness, comprised in the range from about 5 µm to about 100 µm, and preferably from about 10 µm to 50 µm, for example equal to 20 µm. Then, the structural layer 116 is attached in such a way as to define an opening 118 which extends completely through the structural layer 116, until it reaches the intermediate layer 112.

La dislocazione sulla fetta 100, e la forma, dell’apertura 118 sono analoghe a quelle già descritte con riferimento alle figure 6a e 6b della rispettiva forma di realizzazione. In questo caso, tuttavia, l’isola sacrificale 14’ non à ̈ presente. The dislocation on the wafer 100, and the shape, of the opening 118 are similar to those already described with reference to Figures 6a and 6b of the respective embodiment. In this case, however, the sacrificial island 14â € ™ is not present.

Quindi, figura 15, viene formato, al di sopra dello strato strutturale 116 e all’interno dell’apertura 118, uno strato di restringimento (“spacer†) 120. Lo strato di restringimento 120 ha uno spessore compreso tra circa 1 µm e circa 5 µm, ad esempio pari a 2 µm ed à ̈ di un materiale che può essere attaccato selettivamente rispetto al materiale di cui à ̈ formato lo strato intermedio 112. Ad esempio, nel caso in cui lo strato intermedio 112 à ̈ di ossido di silicio, lo strato di restringimento 20 à ̈ di nitruro di silicio. Viceversa, nel caso in cui lo strato intermedio 112 à ̈ di nitruro di silicio ossido di silicio, lo strato di restringimento 20 à ̈ di ossido di silicio. Altri materiali possono tuttavia essere utilizzati. Then, figure 15, above the structural layer 116 and inside the opening 118, a shrinkage layer (â € œspacerâ €) 120 is formed. The shrinkage layer 120 has a thickness between about 1 µm and about 5 µm, for example equal to 2 µm and is of a material that can be selectively attacked with respect to the material of which the intermediate layer 112 is formed. For example, in the case in which the intermediate layer 112 is of silicon oxide, the shrink layer 20 is silicon nitride. Conversely, in the case where the intermediate layer 112 is of silicon oxide silicon nitride, the shrink layer 20 is of silicon oxide. However, other materials can be used.

Lo strato di restringimento 20 si estende, in particolare, in corrispondenza della parete interna 18’ che delimita lateralmente l’apertura 18. Preferibilmente, lo spessore precedentemente indicato per lo strato di restringimento 20 à ̈ misurato in corrispondenza della parete interna 18’ dell’apertura 18. The narrowing layer 20 extends, in particular, in correspondence with the internal wall 18â € ™ which laterally delimits the opening 18. Preferably, the thickness previously indicated for the narrowing layer 20 is measured at the internal wall 18â € Of the opening 18.

Quindi, figura 16, lo strato di restringimento 20 viene attaccato mediante attacco secco direttivo (anisotropico), mostrato dalle frecce 121 in figura 16. In questo modo, porzioni dello strato di restringimento 120 estendentisi ortogonalmente alla direzione di attacco (cioà ̈ porzioni dello strato di restringimento 120 estendentisi parallelamente al piano XY) vengono rimosse più velocemente rispetto a porzioni dello strato di restringimento 120 che si estendono parallelamente alla direzione di attacco. Conseguentemente, porzioni dello strato di restringimento 120 estendentisi al di sopra dello strato strutturale 116 e al di sopra di parte dello strato intermedio 112 vengono completamente rimosse; invece, porzioni dello strato di restringimento 120 estendentisi lungo pareti laterali 118’ dell’apertura 118 non vengono sensibilmente attaccate. Si forma così un elemento di restringimento 120’ estendentesi nell’apertura 118 in corrispondenza delle pareti laterali 118’ della stessa. Come si nota dalla figura 16 (e come già descritto con riferimento alla figura 7), la fase di attacco dello strato di restringimento 120 modella l’elemento di restringimento 120’, in particolare in corrispondenza delle loro estremità superiori dove l’apertura 118 assume una forma sostanzialmente a tronco di cono. Then, figure 16, the shrinking layer 20 is etched by direct (anisotropic) dry etching, shown by the arrows 121 in figure 16. In this way, portions of the shrinking layer 120 extending orthogonally to the etching direction (i.e. portions of the of shrinkage 120 extending parallel to the XY plane) are removed faster than portions of the shrinking layer 120 extending parallel to the direction of attachment. Consequently, portions of the shrink layer 120 extending above the structural layer 116 and above part of the intermediate layer 112 are completely removed; on the other hand, portions of the shrinking layer 120 extending along side walls 118 of the opening 118 are not appreciably affected. In this way a narrowing element 120â € ™ is formed extending into the opening 118 in correspondence with the lateral walls 118â € ™ of the same. As can be seen from Figure 16 (and as already described with reference to Figure 7), the etching step of the shrinking layer 120 models the shrinking element 120â € ™, in particular at their upper ends where the opening 118 assumes a substantially truncated cone shape.

Quindi, figura 17, si esegue una fase di attacco per rimuovere la porzione dello strato intermedio 112 esposta attraverso l’apertura 118. In particolare, questa fase di attacco procede fintantoché anche una porzione dello strato intermedio 112 che si estende tra lo strato intermedio 112 e lo strato strutturale 116 viene rimossa. In questo modo, l’elemento di restringimento 120’ e parte dello strato strutturale 116 risultano parzialmente sospesi al di sopra del substrato 111. Then, figure 17, an etching step is carried out to remove the portion of the intermediate layer 112 exposed through the opening 118. In particular, this etching step proceeds as long as a portion of the intermediate layer 112 also extends between the layer intermediate 112 and the structural layer 116 is removed. In this way, the shrinking element 120â € ™ and part of the structural layer 116 are partially suspended above the substrate 111.

L’attacco dello strato intermedio 112 secondo la fase di figura 17 à ̈ un attacco di tipo isotropico (attacco umido o attacco secco). The attack of the intermediate layer 112 according to the step of figure 17 is an isotropic attack (wet or dry attack).

Secondo una ulteriore forma di realizzazione, l’elemento di restringimento 120’ sono dello stesso materiale di cui à ̈ formato lo strato intermedio 112 (ad esempio di ossido di silicio). In questo caso, la fase di attacco secondo la figura 17 rimuove anche parte dell’elemento di restringimento 120’. Tuttavia, formando distanziatori 120’ di spessore opportuno, à ̈ possibile ovviare a questo problema. According to a further embodiment, the shrinking element 120 'are of the same material of which the intermediate layer 112 is formed (for example of silicon oxide). In this case, the etching step according to figure 17 also removes part of the shrinkage element 120â € ™. However, by forming 120â € ™ spacers of appropriate thickness, it is possible to overcome this problem.

Quindi, figura 18, viene formato uno strato protettivo 109, estendentesi al di sopra dello strato strutturale 116 e dell’elemento di restringimento 120’. In particolare, lo strato protettivo 109 si estende anche sulla faccia superiore 111a del substrato 111 esposta durante la fase di figura 17, e in corrispondenza delle porzioni dello strato strutturale 116 e dell’elemento di restringimento 120’ affacciate verso la faccia superiore 111a del substrato 111. Then, Figure 18, a protective layer 109 is formed, extending over the structural layer 116 and the shrink member 120â € ™. In particular, the protective layer 109 also extends on the upper face 111a of the substrate 111 exposed during the step of figure 17, and in correspondence with the portions of the structural layer 116 and of the shrinking element 120â € ™ facing towards the upper face 111a substrate 111.

Lo strato protettivo 109 à ̈ analogo allo strato protettivo 9 già descritto con riferimento alle figure 1 e 9 precedenti, ed à ̈ formato nello stesso modo. The protective layer 109 is similar to the protective layer 9 already described with reference to the previous figures 1 and 9, and is formed in the same way.

Quindi, figura 19, una fase di molatura (“grinding†) in corrispondenza della faccia inferiore 111b del substrato 111 permette di assottigliare rimuovere completamente lo strato intermedio 112 che si estende in corrispondenza della faccia inferiore 111b del substrato 111, il substrato 111, e la porzione di strato protettivo 109 estendentesi direttamente a contatto con la faccia superiore 111a del substrato 111. Arrestando la fase di molatura in questo stadio, permane una porzione dello strato intermedio 112 circondante l’ugello 104 tale da formare un recesso 112’ nello strato intermedio 112. Il recesso 112’ ha, in uso, la stessa funzione del recesso 2’ di figura 1. Then, figure 19, a step of grinding (â € œgrindingâ €) in correspondence with the lower face 111b of the substrate 111 allows to completely remove the intermediate layer 112 which extends in correspondence with the lower face 111b of the substrate 111, the substrate 111, and the portion of the protective layer 109 extending directly in contact with the upper face 111a of the substrate 111. By stopping the grinding step in this stage, a portion of the intermediate layer 112 remains surrounding the nozzle 104 such as to form a recess 112â € ™ in the intermediate layer 112. The 112â € ™ recess has, in use, the same function as the 2â € ™ recess in figure 1.

Alternativamente, à ̈ possibile arrestare la molatura al termine della rimozione della porzione dello strato protettivo 109 estendentesi direttamente sulla faccia superiore 11a del substrato 11, e rimuovere il rimanente strato intermedio 112 mediante una fase di attacco selettivo, ad esempio un attacco umido. Quindi, si esegue una fase di attacco secco dello strato protettivo 109 in modo da rimuovere solo parzialmente lo strato protettivo 109 intorno all’ugello 104, così da formare un recesso analogo al recesso 2’ di figura 1. Alternatively, it is possible to stop the grinding at the end of the removal of the portion of the protective layer 109 extending directly on the upper face 11a of the substrate 11, and to remove the remaining intermediate layer 112 by means of a selective etching step, for example a wet etching. Then, a step of dry etching of the protective layer 109 is carried out in order to only partially remove the protective layer 109 around the nozzle 104, so as to form a recess similar to the recess 2 'of figure 1.

Indipendentemente dalla forma di realizzazione, si forma una piastra 102 comprendente un ugello 104 che à ̈ analoga alla piastra 2 comprendente l’ugello 4 descritta con riferimento alla figura 1 e mostrata in tale figura. La piastra 102 ha una prima faccia 102a coperta dallo strato protettivo 109 ed una seconda faccia 102b che presenta il recesso 112’. Regardless of the embodiment, a plate 102 is formed comprising a nozzle 104 which is similar to the plate 2 comprising the nozzle 4 described with reference to figure 1 and shown in this figure. The plate 102 has a first face 102a covered by the protective layer 109 and a second face 102b which has the recess 112 '.

In seguito, si procede all’accoppiamento della piastra 102 con un substrato 130 analogo al substrato 30 descritto con riferimento alla figura 12, così da accoppiare fluidicamente l’ugello 104 ad un canale di eiezione. Subsequently, the plate 102 is coupled with a substrate 130 similar to the substrate 30 described with reference to Figure 12, so as to fluidically couple the nozzle 104 to an ejection channel.

La figura 20 mostra un dispositivo di eiezione di liquido 200 comprendente una piastra 2 o 102 provvista di una pluralità di ugelli 4 o 104 e fabbricata secondo il metodo delle figure 2-12 o, rispettivamente, secondo il metodo delle figure 13-19. Figure 20 shows a liquid ejection device 200 comprising a plate 2 or 102 provided with a plurality of nozzles 4 or 104 and manufactured according to the method of Figures 2-12 or, respectively, according to the method of Figures 13-19.

Il dispositivo di eiezione di liquido 200 comprende un serbatoio 6, disposto al di sotto della piastra 2, 102 e atto a contenere in un proprio alloggiamento 202 interno una sostanza liquida 205 (ad esempio inchiostro) che, in uso, deve essere fatto fuoriuscire dagli ugelli 4; 104 attraverso i canali di eiezione 6 . L’attuazione del dispositivo di eiezione di liquido 200 può essere effettuata in vari modi, ad esempio mediante un attuatore 204 di tipo piezoelettrico, solidale ad una faccia inferiore del serbatoio 6 opposta alla piastra degli ugelli 2. Alternativamente, possono essere previsti (in modo non mostrato) una pluralità di attuatori, di tipo piezoelettrico o tipo a ink-jet termico, disposti in corrispondenza di un rispettivo ugello 4, 104, ad esempio immediatamente al di sotto del rispettivo ugello 4, 104, nel canale di eiezione 8. The liquid ejection device 200 comprises a tank 6, arranged below the plate 2, 102 and able to contain in its own internal housing 202 a liquid substance 205 (for example ink) which, in use, must be made to escape from the nozzles 4; 104 through the ejection channels 6. The actuation of the liquid ejection device 200 can be carried out in various ways, for example by means of a piezoelectric type actuator 204, integral with a lower face of the tank 6 opposite the plate of the nozzles 2. Alternatively, they can be provided (in way not shown) a plurality of actuators, piezoelectric type or thermal ink-jet type, arranged in correspondence with a respective nozzle 4, 104, for example immediately below the respective nozzle 4, 104, in the ejection channel 8.

Altre modalità di disposizione degli attuatori sono tuttavia possibili. Ad esempio, ciascun ugello 4, 104 può essere fluidicamente accoppiato ad un rispettivo serbatoio, e ciascun serbatoio può essere provvisto di un rispettivo elemento di attuazione 204. O, ancora, un gruppo di ugelli 4, 104 à ̈ fluidicamente accoppiato ad uno stesso serbatoio, ed un altro gruppo di ugelli à ̈ fluidicamente accoppiato ad un ulteriore serbatoio. I serbatoi possono essere riempiti con liquidi diversi tra loro. However, other ways of arranging the actuators are possible. For example, each nozzle 4, 104 can be fluidically coupled to a respective tank, and each tank can be provided with a respective actuation element 204. Or, again, a group of nozzles 4, 104 is fluidically coupled to the same tank , and another group of nozzles is fluidically coupled to a further tank. The tanks can be filled with different liquids.

Con riferimento alla figura 20, quando attivato mediante un’opportuna elettronica di comando (non mostrata), l’attuatore 204 induce una vibrazione che si trasmette attraverso il serbatoio 6 al liquido 205 contenuto nell’alloggiamento 202, causandone la fuoriuscita attraverso gli ugelli 4, 104. With reference to figure 20, when activated by means of a suitable control electronics (not shown), the actuator 204 induces a vibration which is transmitted through the tank 6 to the liquid 205 contained in the housing 202, causing it to escape through the nozzles 4, 104.

Secondo una forma di realizzazione à ̈ prevista una bocca di entrata 206 per ricaricare il serbatoio 6 con ulteriore sostanza liquida quando questa, in seguito all’utilizzo del dispositivo di eiezione di liquido 200, si esaurisce. Alternativamente, il dispositivo di eiezione di liquido 200 à ̈ di tipo non ricaricabile e la bocca di entrata 206 à ̈ omessa. According to an embodiment, an inlet 206 is provided for refilling the tank 6 with further liquid substance when this, following the use of the liquid ejection device 200, runs out. Alternatively, the liquid ejection device 200 is of the non-refillable type and the inlet port 206 is omitted.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, il dispositivo di eiezione di liquido 200 à ̈ una cartuccia di stampa, per stampanti di tipo a getto d’inchiostro. According to an embodiment of the present invention, the liquid ejection device 200 is a print cartridge, for inkjet type printers.

La figura 21 mostra schematicamente una stampante a getto d’inchiostro 300 provvista di un dispositivo di eiezione di liquido 200 (avente la funzione di cartuccia di stampa) che comprende una piastra degli ugelli 2, 102 avente una pluralità di ugelli 4, 104 del tipo descritto secondo la presente invenzione, e realizzati secondo i dettami della presente invenzione. Figure 21 schematically shows an ink jet printer 300 provided with a liquid ejection device 200 (acting as a print cartridge) which comprises a nozzle plate 2, 102 having a plurality of nozzles 4, 104 of the type described according to the present invention, and made according to the dictates of the present invention.

La stampante a getto d’inchiostro 300 comprende inoltre un’elettronica di comando 310, comprendente una scheda di comando e/o un microprocessore e/o una memoria per comandare e gestire le operazioni di stampa. The ink jet printer 300 also comprises a control electronics 310, comprising a control card and / or a microprocessor and / or a memory for controlling and managing the printing operations.

L’elettronica di comando 310 può comprendere inoltre un oscillatore di frequenza operativamente accoppiato all’attuatore 204, per controllare la frequenza di oscillazione dell’attuatore 204, nel caso in cui quest’ultimo sia di tipo piezoelettrico. The control electronics 310 can also comprise a frequency oscillator operatively coupled to the actuator 204, to control the oscillation frequency of the actuator 204, if the latter is of the piezoelectric type.

Da un esame delle caratteristiche del trovato realizzato secondo la presente invenzione sono evidenti i vantaggi che esso consente di ottenere. From an examination of the characteristics of the invention made according to the present invention, the advantages that it allows to be obtained are evident.

In particolare, il trovato secondo la presente invenzione à ̈ completamente realizzato tramite un processo di fabbricazione compatibile con tecnologie di fabbricazione di tipo MEMS, a partire da una fetta di materiale semiconduttore di tipo standard. Inoltre il processo di fabbricazione descritto richiede un numero limitato di fasi di lavorazione rendendo possibile la produzione industriale di esemplari a basso costo e resa elevata. In particular, the invention according to the present invention is completely realized by means of a manufacturing process compatible with manufacturing technologies of the MEMS type, starting from a wafer of standard semiconductor material. Furthermore, the manufacturing process described requires a limited number of manufacturing steps, making it possible to produce low-cost, high-yield industrial specimens.

Inoltre, l’elemento di restringimento 20’, 120’, formati come precedentemente descritto, sono auto-allineati all’apertura 18, 118 cosicché una ulteriore fase di allineamento dell’elemento di restringimento 20’, 120’ con il foro che definisce l’ugello non à ̈ richiesta. Furthermore, the shrinkage element 20â € ™, 120â € ™, formed as previously described, are self-aligned with the opening 18, 118 so that a further phase of alignment of the shrinkage element 20â € ™, 120â With the hole that defines the nozzle is not required.

Risulta infine chiaro che a quanto qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Finally, it is clear that modifications and variations can be made to what is described and illustrated herein without departing from the protective scope of the present invention, as defined in the attached claims.

Risulta evidente che le fasi del metodo descritto con riferimento alle figure 2-12 sono applicabili alla formazione di una pluralità di ugelli 4 alloggiati in rispettivi recessi 2’ di una stessa piastra degli ugelli 2. It is evident that the steps of the method described with reference to Figures 2-12 are applicable to the formation of a plurality of nozzles 4 housed in respective recesses 2â € ™ of the same nozzle plate 2.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione, un recesso 2’ può alloggiare una pluralità di ugelli 4. According to a further embodiment, a recess 2â € ™ can house a plurality of nozzles 4.

Analogamente, le fasi del metodo descritto con riferimento alle figure 2-12 sono applicabili alla formazione di una pluralità di ugelli 4 alloggiati in rispettivi recessi 2’ di una stessa piastra degli ugelli 2. Similarly, the steps of the method described with reference to Figures 2-12 are applicable to the formation of a plurality of nozzles 4 housed in respective recesses 2â € ™ of the same nozzle plate 2.

Claims (20)

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di fabbricazione di una piastra degli ugelli (“nozzle plate†) (2) per un dispositivo di eiezione di un liquido (200), comprendente le fasi di: - disporre un primo substrato (11; 111) di materiale semiconduttore, avente una prima (11a; 111a) e una seconda (11b; 111b) faccia; - formare uno strato strutturale (16; 116) sulla (“above†) prima faccia (11a; 111a) del primo substrato, lo strato strutturale avendo una prima e una seconda faccia, la seconda faccia dello strato strutturale essendo affacciata alla prima faccia del primo substrato; - rimuovere una porzione selettiva dello strato strutturale (16; 116) così da formare un primo foro passante (18; 118) avente una parete interna (18’), detto primo foro passante avendo una sezione di ingresso (“inlet section†) in corrispondenza della prima faccia dello strato strutturale e una sezione di uscita (“outlet section†) in corrispondenza della seconda faccia dello strato strutturale; - formare un elemento di restringimento (“narrowing element†) (20; 20’; 120’) adiacente alla parete del primo foro passante, - rastremare l’elemento di restringimento in modo tale per cui la sezione di ingresso del primo foro passante presenta un’area maggiore di una rispettiva area della sezione di uscita del primo foro passante; e - rimuovere il primo substrato così da rendere accessibile il primo foro passante. CLAIMS 1. Process for manufacturing a nozzle plate (2) for a liquid ejection device (200), comprising the steps of: - arranging a first substrate (11; 111) of semiconductor material, having a first (11a; 111a) and a second (11b; 111b) face; - form a structural layer (16; 116) on the (â € œaboveâ €) first face (11a; 111a) of the first substrate, the structural layer having a first and a second face, the second face of the structural layer facing the first face of the first substrate; - remove a selective portion of the structural layer (16; 116) so as to form a first through hole (18; 118) having an internal wall (18â € ™), said first through hole having an inlet section (â € œinlet sectionâ €) at the first face of the structural layer and an outlet section (â € œoutlet sectionâ €) at the second face of the structural layer; - form a narrowing element (20; 20 '; 120') adjacent to the wall of the first through hole, - tapering the narrowing element in such a way that the inlet section of the first through hole has an area greater than a respective area of the outlet section of the first through hole; And - remove the first substrate so as to make the first through hole accessible. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di formare l’elemento di restringimento (20; 20’; 120’) comprende depositare, nel primo foro passante (18; 118), uno strato di restringimento (20) di un materiale attaccabile selettivamente rispetto al materiale dello strato strutturale (16; 116), e in cui la fase di rastremare l’elemento di restringimento (20’; 120’) comprende eseguire una fase di attacco anisotropo dello strato di restringimento (20) lungo una direzione preferenziale di attacco sostanzialmente parallela alla parete (18’) del primo foro passante (18; 118). 2. Process according to claim 1, wherein the step of forming the shrinking element (20; 20 '; 120') comprises depositing, in the first through hole (18; 118), a shrinking layer (20 ) of a material which can be selectively attacked with respect to the material of the structural layer (16; 116), and in which the step of tapering the shrinking element (20 '; 120') comprises performing an anisotropic etching step of the shrinking layer (20) along a preferential etching direction substantially parallel to the wall (18 ' ) of the first through hole (18; 118). 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente inoltre la fase di formare uno strato protettivo (9; 109) internamente al primo foro passante e in modo tale da coprire l’elemento di restringimento (20’; 120’). 3. Process according to claim 1 or 2, further comprising the step of forming a protective layer (9; 109) inside the first through hole and in such a way as to cover the narrowing element (20â € ™; 120â € ™) . 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui la fase di formare lo strato protettivo (9; 109) comprende depositare, sull’elemento di restringimento (20’; 120’), un materiale scelto tra carburo di silicio, allumina, ossido di afnio, titanio ,tantalio, tungsteno, e leghe di essi. 4. Process according to claim 3, in which the step of forming the protective layer (9; 109) comprises depositing, on the shrinking element (20â € ™; 120â € ™), a material selected from silicon carbide, alumina , hafnium oxide, titanium, tantalum, tungsten, and alloys thereof. 5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre la fase di formare uno strato intermedio (12; 112) sulla (“above†) prima faccia (11a; 111a) del primo substrato, la fase di formare lo strato strutturale (16; 116) comprendendo formare detto strato strutturale sullo (“on†) strato intermedio (12; 112), il procedimento comprendendo inoltre: - attaccare (“etching†) lo strato intermedio in corrispondenza della sezione di ingresso di detto primo foro passante (18; 118); e - proseguire l’attacco dello strato intermedio (12; 112) in modo da rimuovere una porzione dello strato intermedio estendentesi tra l’elemento di restringimento (20’; 120’) e il primo substrato (11; 111), e tra una porzione dello strato strutturale (16; 116) adiacente all’elemento di restringimento (20’; 120’) e il primo substrato (11; 111). 5. Process according to any one of the preceding claims, further comprising the step of forming an intermediate layer (12; 112) on the (â € œaboveâ €) first face (11a; 111a) of the first substrate, the step of forming the structural layer (16; 116) comprising forming said structural layer on the (â € œonâ €) intermediate layer (12; 112), the procedure also including: - attaching (â € œetchingâ €) the intermediate layer at the inlet section of said first through hole (18; 118); And - continue the attachment of the intermediate layer (12; 112) in order to remove a portion of the intermediate layer extending between the narrowing element (20 '; 120') and the first substrate (11; 111), and between a portion of the structural layer (16; 116) adjacent to the narrowing element (20â € ™; 120â € ™) and the first substrate (11; 111). 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5 quando dipendente dalla rivendicazione 3, in cui la fase di formare lo strato protettivo (9; 109) comprende formare lo strato protettivo in corrispondenza di porzioni dell’elemento di restringimento (20’; 120’) e dello strato strutturale (16; 116) affacciate al primo substrato (11; 111). 6. Process according to claim 5 when dependent on claim 3, wherein the step of forming the protective layer (9; 109) comprises forming the protective layer at portions of the shrinking element (20â € ™; 120â € ™ ) and of the structural layer (16; 116) facing the first substrate (11; 111). 7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, comprendente inoltre le fasi di: - formare uno strato intermedio (12; 112) sulla (“above†) prima faccia (11a; 111a) del primo substrato (11; 111); e - formare un’isola sacrificale (14’) sullo (“on†) strato intermedio, la fase di formare lo strato strutturale (16; 116) comprendendo formare detto strato strutturale sullo (“above†) strato intermedio e sull’isola sacrificale, e la fase di formare il primo foro passante (18; 118) comprendendo formare detto primo foro passante al di sopra dell’isola sacrificale, e in modo tale che il primo foro passante à ̈ completamente contenuto dall’isola sacrificale, il procedimento comprendendo inoltre la fase di attaccare selettivamente l’isola sacrificale (14’) e una porzione dello strato intermedio (12; 112) estendentesi al di sotto dell’isola sacrificale(14’) così da formare una cavità (24) estendentesi parzialmente tra il primo substrato (11; 111) e lo strato strutturale (16; 116), e tra il primo substrato (11; 111) e l’elemento di restringimento (20’; 120’). 7. Process according to any one of claims 1-4, further comprising the steps of: - form an intermediate layer (12; 112) on the (â € œaboveâ €) first face (11a; 111a) of the first substrate (11; 111); And - form a sacrificial island (14â € ™) on the (â € œonâ €) intermediate layer, the phase of forming the structural layer (16; 116) comprising forming said structural layer on the (â € œaboveâ €) intermediate layer and on the sacrificial island, and the step of forming the first through hole (18; 118) comprising forming said first through hole above the sacrificial island, and in such a way that the first through hole is completely contained by the sacrificial island, the process also including the step of selectively attacking the sacrificial island (14â € ™) and a portion of the intermediate layer (12; 112) extending below the sacrificial island (14â € ™) so as to form a cavity (24 ) extending partially between the first substrate (11; 111) and the structural layer (16; 116), and between the first substrate (11; 111) and the narrowing element (20â € ™; 120â € ™). 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7 quando dipendente dalla rivendicazione 3, in cui la fase di formare lo strato protettivo (9; 109) comprende formare lo strato protettivo in corrispondenza di porzioni superficiali dell’elemento di restringimento (20’; 120’) e dello strato strutturale (16; 116) affacciate a detta cavità (24). 8. Process according to claim 7 when dependent on claim 3, wherein the step of forming the protective layer (9; 109) comprises forming the protective layer at surface portions of the shrinking element (20â € ™; 120â € ™) and of the structural layer (16; 116) facing said cavity (24). 9. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre le fasi di: - disporre un secondo substrato (30) di materiale semiconduttore; - attaccare detto secondo substrato (30) in modo da formare un secondo foro passante (31) attraverso detto secondo substrato (30); - accoppiare il secondo substrato (30) allo strato strutturale (16; 116) in modo tale che il secondo foro passante (31) sia allineato al primo foro passante (18; 118) lungo una stessa direzione (Z) ortogonale a rispettivi piani di giacenza del secondo substrato (30) e dello strato strutturale (16; 116). 9. Process according to any one of the preceding claims, further comprising the steps of: - arranging a second substrate (30) of semiconductor material; - attaching said second substrate (30) so as to form a second through hole (31) through said second substrate (30); - coupling the second substrate (30) to the structural layer (16; 116) so that the second through hole (31) is aligned with the first through hole (18; 118) along the same direction (Z) orthogonal to respective planes of storage of the second substrate (30) and of the structural layer (16; 116). 10. Piastra degli ugelli (“nozzle plate†) (2) per un dispositivo di eiezione di un liquido (200), comprendente: - uno strato strutturale (16; 116) avente una prima e una seconda faccia; - almeno un primo foro passante (18; 118), avente una parete interna (18’), estendentesi attraverso lo strato strutturale, detto primo foro passante avendo una sezione di ingresso (“inlet section†) in corrispondenza della prima faccia dello strato strutturale e una sezione di uscita (“outlet section†) in corrispondenza della seconda faccia dello strato strutturale; - un elemento di restringimento (“narrowing element†) (20’; 120’) adiacente alla parete del primo foro passante, e includente una porzione rastremata tale per cui la sezione di ingresso del primo foro passante presenta un’area maggiore di una rispettiva area della sezione di uscita del primo foro passante, detto foro passante e detto elemento di restringimento formando un ugello di eiezione (“ejection nozzle†) (4; 104) di detta piastra degli ugelli (2). 10. Nozzle plate (2) for a liquid ejection device (200), comprising: - a structural layer (16; 116) having a first and a second face; - at least a first through hole (18; 118), having an internal wall (18â € ™), extending through the structural layer, said first through hole having an inlet section (â € œinlet sectionâ €) in correspondence with the first face of the structural layer and an outlet section (â € œoutlet sectionâ €) corresponding to the second face of the structural layer; - a narrowing element (â € œnarrowing elementâ €) (20â € ™; 120â € ™) adjacent to the wall of the first through hole, and including a tapered portion such that the inlet section of the first through hole has an area greater than a respective area of the outlet section of the first through hole, said through hole and said narrowing element forming an ejection nozzle (4; 104) of said nozzle plate (2). 11. Piastra degli ugelli secondo la rivendicazione 10, comprendente inoltre un recesso (2’) formato nello strato strutturale (16; 116), il primo foro passante (18; 118) essendo formato nel recesso (2’). 11. Nozzle plate according to claim 10, further comprising a recess (2â € ™) formed in the structural layer (16; 116), the first through hole (18; 118) being formed in the recess (2â € ™). 12. Piastra degli ugelli secondo la rivendicazione 11, in cui il recesso (2’) si estende nello strato strutturale per una profondità da circa 0.1 µm a circa 10 µm, formando una parete (3) attorno all’ugello di eiezione. 12. Nozzle plate according to claim 11, wherein the recess (2â € ™) extends into the structural layer for a depth of from about 0.1 µm to about 10 µm, forming a wall (3) around the ejection nozzle. 13. Piastra degli ugelli secondo la rivendicazione 10, comprendente inoltre uno strato di copertura (112) estendentesi sulla seconda faccia dello strato strutturale (116) e circondante l’ugello di eiezione (104), così da formare un recesso (112’), delimitato da una parete dello strato di copertura (112), attorno all’ugello di eiezione. 13. Nozzle plate according to claim 10, further comprising a cover layer (112) extending on the second face of the structural layer (116) and surrounding the ejection nozzle (104), so as to form a recess (112â € ™), delimited by a wall of the cover layer (112), around the ejection nozzle. 14. Piastra degli ugelli secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 11-13, in cui detta parete si estende ad una distanza minima (DR) dal recesso compresa tra circa 3µm e circa 30µm, detta distanza essendo misurata a partire da un bordo dell’ugello di eiezione (4). 14. Nozzle plate according to any one of claims 11-13, wherein said wall extends to a minimum distance (DR) from the recess of between about 3µm and about 30µm, said distance being measured from one edge of the nozzle ejection (4). 15. Piastra degli ugelli secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10-14, comprendente inoltre uno strato protettivo (9; 109) che copre l’elemento di restringimento (20’; 120’), detto strato protettivo essendo di un materiale non danneggiabile da detto liquido. 15. Nozzle plate according to any one of claims 10-14, further comprising a protective layer (9; 109) covering the constricting element (20â € ™; 120â € ™), said protective layer being of a non-material damaged by said liquid. 16. Piastra degli ugelli secondo la rivendicazione 15 quando dipendente da una qualsiasi delle rivendicazioni 11-14, in cui lo strato protettivo (9; 109) si estende nel recesso (2’; 112’) in modo tale da coprire lo strato strutturale (2). 16. Nozzle plate according to claim 15 when dependent on any of claims 11-14, wherein the protective layer (9; 109) extends into the recess (2â € ™; 112â € ™) so as to cover the layer structural (2). 17. Piastra degli ugelli secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10-16, in cui l’elemento di restringimento (20’; 120’) comprende inoltre una porzione sostanzialmente cilindrica estendentesi in prolungamento di detta porzione rastremata tra la porzione rastremata e la sezione di uscita del primo foro passante. 17. Nozzle plate according to any one of claims 10-16, wherein the restricting element (20â € ™; 120â € ™) further comprises a substantially cylindrical portion extending in extension of said tapered portion between the tapered portion and the outlet section of the first through hole. 18. Piastra degli ugelli secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10-17, comprendente inoltre un substrato (30) di materiale semiconduttore provvisto di un secondo foro passante (31), il substrato (30) essendo accoppiato allo strato strutturale (16; 116) in modo tale che il secondo foro passante (31) à ̈ allineato al primo foro passante (18, 118) lungo una stessa direzione (Z) ortogonale a rispettivi piani di giacenza del substrato (30) e dello strato strutturale (26; 116). 18. Nozzle plate according to any one of claims 10-17, further comprising a substrate (30) of semiconductor material provided with a second through hole (31), the substrate (30) being coupled to the structural layer (16; 116) in such a way that the second through hole (31) is aligned with the first through hole (18, 118) along the same direction (Z) orthogonal to respective planes of storage of the substrate (30) and of the structural layer (26; 116). 19. Dispositivo di eiezione di liquido (200), comprendente: - un serbatoio (6) avente una camera interna (202) configurata in modo da contenere una sostanza liquida (205); e un attuatore (204) connesso al serbatoio (6) e configurato in modo da causare l'espulsione della sostanza liquida dal serbatoio, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre una piastra degli ugelli (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10-18, fluidicamente accoppiata al serbatoio (6) per consentire l'espulsione della sostanza liquida attraverso l’ugello (4). 19. Liquid ejection device (200), comprising: - a tank (6) having an internal chamber (202) configured to contain a liquid substance (205); And an actuator (204) connected to the tank (6) and configured in such a way as to cause the expulsion of the liquid substance from the tank, characterized in that it further comprises a nozzle plate (2) according to any one of claims 10-18, fluidically coupled to the tank (6) to allow the expulsion of the liquid substance through the nozzle (4). 20. Macchina di stampa (300) comprendente il dispositivo di eiezione di liquido (200) secondo la rivendicazione 19.Printing machine (300) comprising the liquid ejection device (200) according to claim 19.
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